浅论带翼板预应力管桩承载性能的研究

《浅论带翼板预应力管桩承载性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江大学博士后研究工作报告带翼板预应力管桩承载性能的研究黄敏工作完成日期：2QQ垒生!Q旦提交报告日期：2QQ5生!Q月浙江大学(浙江)2005年lO月摘要带翼板预应力混凝土管桩是一种新桩型，它与普通预应力混凝土管桩的区别在于桩端有扩大头和桩侧带翼板，且在以打入法沉桩时因存在扩大头和翼板在桩与土之问形成的空隙由砂充填。带翼扳预应力混凝土管桩适用于具有深厚软土层的地层条件，可以大幅提高单桩承载力，经济效益明显。为了能够合理、安全和经济的应用带翼板预应力混凝土管桩，本文结合温州具体的场地情况对该桩型的承载力机理、承载力提高幅度及模拟分

2、析方法进行了深入系统的研究。本文采用试验与理论分析相结合的方法，具体做了如下工作：1．带翼板预应力混凝土管桩生产和施工工艺研究：研究了带翼板预应力混凝土管桩的钢扩大头和钢翼板的制作及填砂施工工艺，并提出了该桩型的施工程序：同时，为进一步降低工程造价，研制了带混凝土翼板预应力管桩的模具，并成功生产出首批带混凝土翼板的预应力管桩。2．现场试验研究：在两个具有代表性场地做了带翼板预应力混凝土管桩和普通预应力混凝土管桩的静荷载对比试验，得到现场压桩资料；并首次在预应力混凝土管桩桩身埋设钢筋应力计，得到带翼板预应力混凝土管桩受荷时的桩身轴向

3、力、桩侧摩阻力及桩身位移等资荆，进一步了解该桩的受力机理。3．模拟研究分析：采用有限元法建立了普通预应力混凝土管桩和带翼板预应力混凝土管桩性能的模拟分析方法：采用所建立的模拟分析方法对现场压桩实例进行对比分析，对带翼板预应力混凝土管桩的受力机理和承载性能的影响因素进行了研究，并提出了该种桩型的承载力估算公式。通过以上工作，本文在以下方面取得了一些有意义的成果：1．通过现场载荷试验资料及所进行的理论分析结果表明，带翼板预应力混凝土管桩具有提高承载能力、节省工程造价和施工较简易等特点，适用于在有深厚软土的地区推广使用。2．通过试验表明

4、，带翼板预应力混凝土管桩的翼板可以由钢板组合而成，但是耗费钢材量较大，目．旌工较为麻烦。扩大头可以由钢板或者混凝土制作。3．开发出带混凝土翼板的预应力管桩的生产工艺，并成功生产出首批带混凝士翼板的预应力管桩，进一步降低了工程造价，但在管桩运输和吊装应特别注意混凝土翼板免受损坏。浙江大学博士后研究工作报告4．试验表明，填砂是带翼板预应力管桩承载力提高的一个重要因素，填砂要均匀、连续和有节奏，要尽量采用粗、干砂。5．试验表明，在温州地区典型层条件下，通常尺寸的带翼板预应力管桩承载力是普通预应力管桩承载力的1．5～1．6倍，因此，可以据

5、此预估带翼板预应力管桩的承载力极限值，该值近似等于以扩大头面积计算桩端阻力、以翼板直径计算侧面积而得到的承载力极限值。该建议值是根据温州地区静荷载试验得出的，因此该建议值适用于温州地区，其他地区仅供参考。一般地区承载力极限值需要在实际场地上，进行一定数量的静荷载试验确定。6．本文提出了一个研究带翼板预应力管桩竖向承载力的模拟分析方法。该方法可以模拟带翼板预应力管桩工作机制，实例分析表明，采用该分析方法拟合效果较好。7．本文指出，在分析带翼板预应力管桩竖向承载力时必须在填砂层与其土体之间设置接触面，并可用Goodman模型来模拟。初

6、步研究表明，参数仍可近似采用混凝土．粘土层界面参数。这是因为在桩土破坏实际上发生在靠近接触面土体一侧，主要由土的力学性能决定的。8．本文提出的设置接触面的第二和第三种模拟体系可以很好地模拟带翼板预应力管桩的性能。基于这两种模拟体系和试验结果，进一步建立了带翼板预应力管桩的承载力设计值简化计算方法。9．本文分析了翼板间距对承载力的影响，分析结果表明，随翼板间距的减小翼板对其间砂的约束作用逐渐增强，当翼板问距小于2．5m时，可近似认为填砂与桩呈整体工作状态。关键词带翼板预应力管桩；静载荷试验：非线性模型；模拟分析；有限元法Abstra

7、ctPrestressedconcretepipepilewithwingsisanewpiletypewhichdiffi：rsf}omcommonprestrcssedconcretepipepileduetoenla唱edbot七om柚dwingsonshaft，and6lledsandintheinterspacebetweenpileandsoilfbrmedduringdrivingbecauseofpresentoftheenlargedbo髓omaIldwings．Itissuitableinthecaseofth

8、icksons仃atumconditionsforincreasingtllesinglepilebearingc印acitygreatlyandlQweringcost．FortheeconomicaIldsafeapplicationofpre